Desde su concepción, la mecánica cuántica ha desafiado nuestra forma natural de pensar y ha obligado a los físicos a enfrentarse a ideas peculiares. Aunque pueden ser difíciles de digerir, los fenómenos cuánticos son reales. Es más, en las últimas décadas,Los científicos han demostrado que estos extraños efectos cuánticos pueden usarse para muchas aplicaciones asombrosamente poderosas: desde la comunicación ultrasegura hasta la piratería de las comunicaciones seguras existentes, y desde la simulación de sistemas cuánticos complejos hasta la resolución eficiente de grandes sistemas de ecuaciones.
Una de las tecnologías cuánticas propuestas más emocionantes y más difíciles es la computadora cuántica. Las puertas lógicas cuánticas son los bloques de construcción básicos de una computadora cuántica, pero construir suficientes de ellas para realizar un cálculo útil es difícil. En el enfoque habitual de la cuánticacomputación, las puertas cuánticas se aplican en un orden específico, una puerta antes que otra. Pero recientemente se descubrió que la mecánica cuántica permite "superponer puertas cuánticas". Si se diseñan correctamente, esto significa que un conjunto de puertas cuánticas puede actuar en todas lasórdenes al mismo tiempo. Sorprendentemente, este efecto se puede utilizar para reducir el número total de puertas necesarias para ciertos cálculos cuánticos.
todos los pedidos a la vez
Un equipo dirigido por Philip Walther se dio cuenta recientemente de que superponer el orden de puertas cuánticas, una idea que fue diseñada teóricamente por el grupo de Caslav Brukner, podría implementarse en el laboratorio. En una superposición de órdenes de puertas cuánticas, es imposible -- incluso en principio - para saber si una operación ocurrió antes que otra, o al revés. Esto significa que dos puertas lógicas cuánticas A y B se pueden aplicar en ambos órdenes al mismo tiempo. En otras palabras, la puerta A actúaantes de que B y B actúen antes de A. Los físicos del grupo de Philip Walther diseñaron un experimento en el que las dos puertas lógicas cuánticas se aplicaron a fotones individuales en ambos órdenes.
Los resultados de su experimento confirman que es imposible determinar qué puerta actuó primero, pero el experimento no fue simplemente una curiosidad ". De hecho, pudimos ejecutar un algoritmo cuántico para caracterizar las puertas de manera más eficiente que cualquier otro.algoritmo conocido ", dice Lorenzo Procopio, autor principal del estudio. A partir de una única medición del fotón, probaron una propiedad específica de las dos puertas cuánticas, confirmando así que las puertas se aplicaron en ambos órdenes a la vez. A medida que se agregan más puertasa la tarea, el nuevo método se vuelve aún más eficiente en comparación con las técnicas anteriores.
El camino a seguir
Esta es la primera vez que se ha implementado una superposición de puertas cuánticas en el laboratorio. Al mismo tiempo, se utilizó para demostrar con éxito un nuevo tipo de computación cuántica. Los científicos pudieron realizar un cálculo con una eficiencia queno se puede lograr dentro del antiguo esquema de la computación cuántica. Este trabajo abre una puerta para futuros estudios sobre nuevos tipos de computación cuántica. Aunque aún se desconocen todas sus implicaciones, este trabajo representa una nueva y emocionante forma de conectar la investigación teórica sobre los fundamentos defísica a la computación cuántica experimental.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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